JP6895696B1

JP6895696B1 - 融雪制御システム

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Publication number: JP6895696B1
Application number: JP2020062256A
Authority: JP
Inventors: 仁寿小幡; 佑介津田
Original assignee: BS Techno Co Ltd
Current assignee: BS Techno Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP6945907B2; JP2021161866A; JP2021161668A

Abstract

【課題】容量の小さな電源で駆動させることができ、且つ、状況に応じた融雪装置の駆動制御を行うことができる融雪制御システムを提供する。【解決手段】融雪制御システム２は、制御部３、メモリ４、通信部５、及び第１〜第４融雪マット１１〜１４を備える。第１〜第４温度センサ２１〜２４は、第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの検出表面温度を融雪制御システム２に送信する。制御部３は、第１グループの融雪マット１１，１３の検出表面温度が設定温度以下である場合に、第１グループの融雪マット１１，１３をオンする（ｔ１）。第２グループの融雪マット１２，１４はオンせずにオフ状態を維持する（ｔ１）。制御部３は、ｔ２に到達すると、第１グループの融雪マット１１，１３をオフし、第２グループの融雪マット１２，１４をオンする。制御部３は、各融雪マット１１〜１４をオンするときに、環境温度に応じて印可電圧を変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の融雪装置を有する融雪制御システムに関する。

従来、電気的に駆動する融雪装置を有し、この融雪装置を駆動することで融雪を行う融雪制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された融雪制御システムは、融雪装置の電源が切断された停電状態から復帰したときに、積雪していると判定された場合には融雪装置を作動させ、積雪していないと判定された場合には融雪装置を作動させないように制御することで、通電後にその停電中の積雪を効果的に融雪させている。

特開２０１３−１４２２６７号公報

引用文献１に記載の融雪制御システムでは、融雪実施範囲が広い場合、融雪装置を複数設けることが考えられる。この場合には、停電復帰後に積雪有りと判定されたときに、複数の融雪装置の全てを駆動させるため、電力消費が大きく、複数の融雪装置の全駆動に対応するために、容量の大きな電源を確保する必要があった。

また、引用文献１に記載の融雪制御システムでは、融雪装置を駆動させる場合、状況の違いにかかわらず、常に一定の出力での駆動であるため、過剰な電力消費となることがあり、状況に応じた融雪装置の駆動制御が求められていた。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、容量の小さな電源で駆動させることができ、且つ、状況に応じた融雪装置の駆動制御を行うことができる融雪制御システムを提供することを目的とする。

［１］本発明の融雪制御システムは、電気的に駆動する複数の融雪装置を有する融雪制御システムであって、前記複数の融雪装置の駆動を制御し、前記複数の融雪装置のうち隣接する前記融雪装置を同時にオンさせないように前記複数の融雪装置のオン及びオフを順番に行う制御部を備え、前記制御部は、前記複数の融雪装置をオンするときに、印加電圧を段階的に可変可能であることを特徴とする。

本発明の融雪制御システムによれば、複数の融雪装置のオン及びオフを順番に行うので、複数の融雪装置を同時にオンさせるものに比べて、容量の小さな電源で駆動させることができる。さらに、複数の融雪装置をオンするときに、印加電圧を段階的に可変可能であるので、複数の融雪装置の出力を個別に変えることができる。これにより、状況に応じた融雪装置の駆動制御を行うことができる。

［２］前記制御部は、前記複数の融雪装置が設置された場所の状況に応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することが好ましい。なお、前記設置場所の状況としては、設置場所の撮影画像や、設置場所の人の有無等が挙げられる。

上記構成によれば、複数の融雪装置が設置された場所の状況に応じて、複数の融雪装置の駆動を制御するので、例えば、設置場所の撮影画像に基づいて、積雪量が多い場所の融雪装置の出力を高くし、積雪量の少ない場所の融雪装置の出力を低くし、積雪のない場所の融雪装置をオフするような効果的な融雪を行うことができる。

［３］前記制御部は、前記複数の融雪装置が設置された場所の温度又は降雪状況に応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することが好ましい。設置された場所の温度としては、例えば、制御により駆動制御される融雪装置とは別に、温度測定用の融雪装置を設置し、この温度測定用の融雪装置の温度を検出する。

上記構成によれば、複数の融雪装置が設置された場所の温度又は降雪状況に応じて、複数の融雪装置の駆動を制御するので、効果的な融雪を行うことができる。

［４］前記複数の融雪装置は、列車用のレールの近傍に配置され、前記制御部は、列車の運行スケジュールに応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することが好ましい。

上記構成によれば、列車の運行スケジュールに応じて、複数の融雪装置の駆動を制御するので、例えば、列車が雪を運んできた場合にも、効果的な融雪を行うことができる。

［５］前記融雪装置は、内部に電熱線が配設されたシート状の融雪マットを備え、前記制御部は、前記複数の融雪マットの表面温度に応じて、前記複数の融雪マットの駆動を制御することが好ましい。

上記構成によれば、複数の融雪マットの表面温度に応じて、複数の融雪マットの駆動を制御するので、例えば、表面温度が設定温度未満の場合には、複数の融雪マットをオンし、表面温度が設定温度以上の場合には複数の融雪マットをオフする等の効果的な融雪を行うことができる。

［６］前記制御部は、前記複数の融雪マットの表面温度が所定の温度となるように、前記複数の融雪マットの駆動を制御することが好ましい。

上記構成によれば、複数の融雪マットの表面温度を所定の温度に維持することができる。特に、オンでは熱くなりやすく、オフでは冷めやすい特徴を有する融雪マットでは、一般的な温度維持制御に比べて、オフから早めにオンさせる必要があり、このような制御にも対応することができる。

本発明の融雪制御システムを概略的に示す側面図。レールと第１〜第４融雪マットとを示す説明図。第１グループの融雪マット及び第２グループの融雪マットのオン／オフを示すタイミングチャート。第１グループの融雪マット及び第２グループの融雪マットをオン／オフした場合の温度変化を示すグラフ。印可電圧を変えたときの検出温度を示すデータ。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

先ず、融雪制御システム２の構造の一例について説明する。

図１に示すように、融雪制御システム２は、制御部３と、メモリ４と、通信部５とを備える。通信部５は、外部と通信を行うためのものであり、例えば、インターネットを介して気象情報を取得する。各部３〜５は、互いに接続されている。

融雪制御システム２は、内部に電熱線が配設されて電気的に駆動する第１〜第４融雪マット１１〜１４（融雪装置）を備える。第１〜第４融雪マット１１〜１４は、周知のものであり、その詳細な説明を簡略化するが、シート状に形成されたマットであり、制御部３により個別に駆動が制御される。

本実施形態では、第１〜第４融雪マット１１〜１４は、例えば、列車用のレール１６間に、第１融雪マット１１、第２融雪マット１２、第３融雪マット１３、第４融雪マット１４の順に並べて配置されている（図２参照）。

制御部３は、第１〜第４融雪マット１１〜１４をオンするときに、印加電圧を段階的に可変可能であり、本実施形態では、例えば、印可電圧を最大電圧の５％〜１００％で５％毎に可変可能である。

メモリ４には、第１〜第４融雪マット１１〜１４を駆動するためのプログラム等が記憶されている。

カメラ２０は、第１〜第４融雪マット１１〜１４が設置された部分を撮影可能な位置に配置され、撮影画像データを融雪制御システム２の通信部５に送信する。なお、カメラ２０としては、例えば、列車運行会社が設置したものが用いられる。

第１〜第４温度センサ２１〜２４は、第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの表面温度を検出可能な位置に配置され、それぞれの検出表面温度を融雪制御システム２の通信部５に送信する。なお、第１〜第４温度センサ２１〜２４を、融雪制御システム２の一部として設けるようにしてもよい。

本実施形態では、制御部３は、第１〜第４温度センサ２１〜２４での検出表面温度に基づいて、第１融雪マット１１と第３融雪マット１３とを第１グループの融雪マットとして制御し、第２融雪マット１２と第４融雪マット１４とを第２グループの融雪マットとして制御する。

［融雪制御］
融雪制御システム２により融雪制御を行う場合、第１〜第４温度センサ２１〜２４は、第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの検出表面温度を融雪制御システム２に送信する。

制御部３は、第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの検出表面温度に応じて、第１〜第４融雪マット１１〜１４の駆動を制御する。

図３に示すように、制御部３は、第１グループの融雪マット１１，１３の検出表面温度が予め設定された第１設定温度以下である場合に、第１グループの融雪マット１１，１３をオンする（ｔ１）。この際、第２グループの融雪マット１２，１４の検出表面温度が第１設定温度以下であっても、第２グループの融雪マット１２，１４はオンせずにオフ状態を維持する（ｔ１）。

また、制御部３は、第１グループの融雪マット１１，１３をオンするときに、センサ（図示せず）により検出された環境温度（外気温度）に基づいて、印加電圧を段階的に可変させる。例えば、検出環境温度が、予め設定された第２設定温度以上である場合には、所定の電圧を印可電圧とし、検出表面温度が、第２設定温度未満である場合に、所定の電圧より高電圧（例えば、所定の電圧の１．２倍の電圧）を印可電圧とする。

制御部３は、ｔ２に到達すると、第１グループの融雪マット１１，１３をオフし、第２グループの融雪マット１２，１４をオンする。このとき、制御部３は、第１グループの融雪マット１１，１３と同様に、検出環境温度が、第２設定温度以上である場合には、所定の電圧を印可電圧とし、検出表面温度が、第２設定温度未満である場合に、所定の電圧より高電圧（例えば、所定の電圧の１．２倍の電圧）を印可電圧とする。

制御部３は、ｔ３に到達すると、第２グループの融雪マット１２，１４をオフし、第１グループの融雪マット１１，１３をオンする。このとき、制御部３は、上記と同様の印可電圧制御を行う。

制御部３は、ｔ４に到達すると、ｔ２に到達したときと同様の制御を行う。このとき、制御部３は、上記と同様の印可電圧制御を行う。

制御部３は、ｔ５に到達すると、ｔ３に到達したときと同様の制御を行う。このとき、制御部３は、上記と同様の印可電圧制御を行う。

制御部３は、ｔ６に到達すると、ｔ２に到達したときと同様の制御を行う。このとき、制御部３は、上記と同様の印可電圧制御を行う。以降、制御部３は、ｔ３に到達したときの制御、ｔ４に到達したときの制御を交互に繰り返し行う。

制御部３は、第１〜第４温度センサ２１〜２４により検出される第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの検出表面温度が、所定温度範囲（所定温度）となるように、第１〜第４融雪マット１１〜１４に加える印可電圧、及び、そのオン時間（ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５、ｔ５〜ｔ６）を制御する。例えば、印可電圧を高くした場合には、オン時間を短くし、印可電圧を低くした場合には、オン時間を長くする。また、各印可電圧、及び各オン時間は一定でもよく、一定でなくてもよい。さらに、第１グループの融雪マット１１，１３と第２グループの融雪マット１２，１４とのうち、一方をオフ／オンしてから所定の時間経過後に他方をオン／オフするようにしてもよい。

図４に、環境温度（外気温度）が３°Ｃ、オン時間及びオフ時間が２０分、１２００Ｗ／ｍ^２で、第１グループの融雪マット１１，１３及び第２グループの融雪マット１２，１４をオンした場合に、第１グループの融雪マット１１，１３及び第２グループの融雪マット１２，１４の表面温度を、第１〜第４温度センサ２１〜２４により検出した実験結果を示す。

この実験結果から、第１グループの融雪マット１１，１３及び第２グループの融雪マット１２，１４をオフした場合でも、２１°Ｃ以上の温度は維持されるため、融雪性能を維持することができた。

また、第１グループの融雪マット１１，１３と第２グループの融雪マット１２，１４とのいずれか一方のみをオンするので、両方をオンするものに比べて、消費電力を半分に抑制することができた。

図５は、第１〜第４融雪マット１１〜１４と同じ融雪マットを用いて、環境温度０°Ｃでの印可電圧（昇圧）実験（２１０ｍｍ積雪状態・２時間駆動）を行った場合の実験結果を示す表である。この実験結果から、電圧比率＜温度比率の特性を有することが分かった。この特性を利用して、本発明では、電圧を変化（高く）させることで、融雪マットの温度を効果的に上昇させることができるので、電圧を変化させずに長時間オンさせるものに比べて、効率よく融雪を行うことができる。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、第１〜第４融雪マット１１〜１４を、列車用のレール１６間に設置しているが、第１〜第４融雪マット１１〜１４を設置する場所は適宜変更可能であり、融雪が必要な場所、例えば、駅のホーム、駅の階段、市街地の歩道や、市街地の階段等に設置するようにしてもよい。

また、制御部３が、カメラ２０からの撮影画像データに基づいて周知の画像処理を行い、第１〜第４融雪マット１１〜１４それぞれの積雪量を検出し、その積雪量（積雪状況）に応じて、第１〜第４融雪マット１１〜１４の駆動を制御するようにしてもよい。例えば、積雪量が所定量よりも多い場合には、第１〜第４融雪マット１１〜１４をオンする場合の印可電圧を高くする。

また、第１〜第４温度センサ２１〜２４に変えて又は加えて、第１〜第４融雪マット１１〜１４の全てを撮影可能な位置に、サーモグラフィー機能を有するサーモグラフィーカメラを設け、このサーモグラフィーカメラにより第１〜第４融雪マット１１〜１４の表面温度を検出するようにしてもよい。なお、カメラ２０を、サーモグラフィー機能を有するカメラとして用いるようにしてもよい。

さらに、第１〜第４融雪マット１１〜１４が設置された場所の環境温度を温度センサで検出し、この検出周囲温度に基づいて、制御部３は、第１〜第４融雪マット１１〜１４の駆動を制御するようにしてもよい。例えば、環境温度が高い場合には、オン時間を短くする。

また、制御部３は、通信部５がインターネットを介して取得した気象情報に基づいて、第１〜第４融雪マット１１〜１４の駆動を制御するようにしてもよい。例えば、降雪予報がある場合、オンする場合の印可電圧を高くしたり、雪が降る予報時間よりも前にオンする。

さらに、第１〜第４融雪マット１１〜１４を列車のレール間に配置する場合には、列車の運行スケジュールに応じて、第１〜第４融雪マット１１〜１４の駆動を制御するようにしてもよい。例えば、列車が到着する前にオンして融雪を完了させる、列車が到着するまで時間がある場合にはオフ状態を維持する。

さらに、上記実施形態では、融雪装置をシート状の融雪マット１１〜１４から構成しているが、融雪装置は電気的に駆動するものであれば、形状及び構造は適宜変更可能であり、例えば、棒状の融雪装置でもよい。この場合、例えば、列車用のレールの周囲に設けられる錠前（例えば、南京錠）をケースに収納し、このケースの周囲に、棒状の融雪装置を設置する。これにより、錠前が雪により凍結して破損されることを抑制することができる。

２…融雪制御システム、３…制御部、１１〜１４…第１〜第４融雪マット（融雪装置）、２０…カメラ、２１〜２４…第１〜第４温度センサ

Claims

電気的に駆動する複数の融雪装置を有する融雪制御システムであって、
前記複数の融雪装置の駆動を制御し、前記複数の融雪装置のうち隣接する前記融雪装置を同時にオンさせないように前記複数の融雪装置のオン及びオフを順番に行う制御部を備え、
前記制御部は、前記複数の融雪装置をオンするときに、印加電圧を段階的に可変可能であることを特徴とする融雪制御システム。
請求項１に記載の融雪制御システムにおいて、
前記制御部は、前記複数の融雪装置が設置された場所の状況に応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することを特徴とする融雪制御システム。
請求項２に記載の融雪制御システムにおいて、
前記制御部は、前記複数の融雪装置が設置された場所の温度又は降雪状況に応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することを特徴とする融雪制御システム。
請求項２又は３に記載の融雪制御システムにおいて、
前記複数の融雪装置は、列車用のレールの近傍に配置され、
前記制御部は、列車の運行スケジュールに応じて、前記複数の融雪装置の駆動を制御することを特徴とする融雪制御システム。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の融雪制御システムにおいて、
前記融雪装置は、内部に電熱線が配設されたシート状の融雪マットを備え、
前記制御部は、前記複数の融雪マットの表面温度に応じて、前記複数の融雪マットの駆動を制御することを特徴とする融雪制御システム。
請求項５に記載の融雪制御システムにおいて、
前記制御部は、前記複数の融雪マットの表面温度が所定の温度となるように、前記複数の融雪マットの駆動を制御することを特徴とする融雪制御システム。